計算機控制系統第九章計算機控制系統的抗干擾技術-文庫吧
2025-04-24 22:29 本頁面
【正文】 制能力強、輸入阻抗高、漂移低、增益可調等優(yōu)點，是一種專門用來分離共模干擾與有用信號的器件。 二、串模干擾的抑制 1．在輸入回路中接入模擬濾波器 根據被測信號的頻率范圍，選用不同頻帶的濾波器，使有用信號順利通過。 2．使用雙積分式 A/D 當尖峰型串模干擾為主要干擾時，使用雙積分式 A/D轉換器，或在軟件上采用判斷濾波的方法加以消除。 3 為了防止“干擾噪聲”通過空間耦合方式侵入信號線而進入電氣設備，在干擾比較強的工業(yè)現場，或者對那些比較微弱的信號，傳輸時宜選用屏蔽線。 4．電流傳送 當傳感器信號距離主機很遠時很容易引入干擾。如果在傳感器出口處將被測信號由電壓轉換為電流，以電流形式傳送信號，將大大提高信噪比，從而提高傳輸過程中的抗干擾能力。 三、長線傳輸干擾的抑制 在計算機控制系統中，由于數字信號的頻率很高，很多情況下傳輸線要按長線對待。 信號在長線中傳輸時會遇到三個問題：一是長線傳輸易受到外界干擾；二是具有信號延時；三是高速度變化的信號在長線中傳輸時，還會出現波反射現象。 當信號在長線中傳輸時，由于傳輸線的分布電容和分布電感的影響，信號會在傳輸線內部產生向前的電壓波和電流波，稱為入射波；另外，如果傳輸線的終端阻抗與傳輸線的波阻抗不匹配，那么當入射波到達終端時，便會引起反射；同樣，反射波到達傳輸線始端時，如果始端阻抗不匹配，還會引起新的反射。這種信號的多次反射現象，使信號波形失真和畸變，并且引起干擾脈沖。 1．終端匹配 為了進行阻抗匹配，必須事先知道傳輸線的波阻抗 RP，波阻抗的測量如圖 98所示。 圖 98 波阻抗測量原理圖 調節(jié)可變電阻 R，并用示波器觀察門 A的波形，當達到完全匹配時，即 R=RP時，門 A輸出的波形不畸變，反射波完全消失，這時的 R值就是該傳輸線的波阻抗。 為了避免外界干擾的影響，在計算機中常常采用雙絞線和同軸電纜作為信號線。雙絞線的波阻抗一般在100～ 200Ω之間，紋花越密，波阻抗越低。同軸電纜的波阻約 50～ 100Ω范圍。 根據傳輸線的基本理論，無損耗導線的波阻抗 RP為： 00CLRp ?（ 91） 其中， L0為單位長度的電感， C0為單位長度的電容。 最簡單的終端匹配方法如圖 99(a)所示，如果傳輸線的波阻抗是 RP，那么當 R=RP時，便實現了終端匹配，消除了波反射。此時終端波形和始端波形的形狀相一致，只是時間上滯后。 為了克服上述匹配方法的缺點，可采用圖 99(b)所示的終端匹配方法。其等效電阻 R為： 2121RRRRR??（ 92） 適當調整 R1和 R2的阻值，可使 R=RP。這種匹配方法也能消除波反射，優(yōu)點是波形的高電平下降較少，缺點是低電平抬高，從而降低了低電平的抗干擾能力。為了同時兼顧高電平和低電平兩種情況，可選取 R1=R2=2RP，此時等效電阻 R=RP。 圖 99 終端匹配圖 2．始端匹配 在傳輸線始端串入電阻 R，如圖 910所示，也能基本上消除反射，達到改善波形的目的。一般選擇始端匹配電阻 R為： 其中， RSC為門 A的輸出低電平時的輸出阻抗。 scp RRR ?? （ 93） 圖 910 始端匹配圖 第三節(jié) 軟件抗干擾與硬件冗余技術 一、軟件故障的幾種表現形式 1．數
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